1、電氣傳動(dòng)綜合課程設(shè)計(jì) 題目：混凝土輸送泵控制系統(tǒng)姓 名 學(xué) 院專(zhuān) 業(yè)年 級(jí)學(xué) 號(hào)指導(dǎo)教師 20* 年 11月課程設(shè)計(jì)要求:1.本課程設(shè)計(jì)作為電氣傳動(dòng)綜合課程設(shè)計(jì)的報(bào)告，占總成績(jī)的50%。后進(jìn)行課程設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)答辯，占總成績(jī)的50%。2.本課程設(shè)計(jì)的題目學(xué)生自選，且不能重復(fù)，若發(fā)現(xiàn)，取消本門(mén)課程成績(jī)。3.內(nèi)容要求包括：（1）PLC變頻及其相關(guān)；（2）變頻器及其相關(guān)；（3）直流交流電機(jī)調(diào)速、控制及其相關(guān)。通過(guò)相關(guān)電氣傳動(dòng)知識(shí)，實(shí)現(xiàn)某種系統(tǒng)，諸如“恒壓供水系統(tǒng)”，“門(mén)機(jī)變頻控制系統(tǒng)”，“石油勘探機(jī)控制系統(tǒng)”等現(xiàn)實(shí)用途工作系統(tǒng)，弄清系統(tǒng)軟硬件構(gòu)成，工作原理及其過(guò)程，完善至報(bào)告中。4. 培養(yǎng)目標(biāo)，根據(jù)設(shè)計(jì)課

2、題的技術(shù)指標(biāo)和給定條件，能獨(dú)立而正確地進(jìn)行方案論證和設(shè)計(jì)計(jì)算，要求概念清楚、方案合理、方法正確、步驟完整；要求掌握直流交流調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)內(nèi)容、方法、步驟；學(xué)會(huì)查閱有關(guān)參考資料和手冊(cè)，并能正確選擇有關(guān)元器件和參數(shù)；學(xué)會(huì)繪制有關(guān)電氣系統(tǒng)原理圖和編制元器件明細(xì)表；學(xué)會(huì)編寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)；通過(guò)對(duì)所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)，掌握系統(tǒng)仿真的方法。5.參考資料：電機(jī)與拖動(dòng)基礎(chǔ)，自動(dòng)控制原理，電力電子技術(shù)，電氣控制與可編程控制器，電力系統(tǒng)分析等。附：字?jǐn)?shù)要求3000字以上，配上相關(guān)數(shù)據(jù)圖表示意圖等。標(biāo)題框架格式已經(jīng)固定不得修改，正文字體要求宋體，四號(hào)。紙質(zhì)版打印裝訂好后于11月23日前交至逸夫?qū)嶒?yàn)樓417室，逾期不

3、候。電氣傳動(dòng)綜合課程設(shè)計(jì)題目名稱(chēng)：混凝土輸送泵HBTS60控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)內(nèi)容：（1）系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)目標(biāo)：混凝土泵是將混凝土沿管道連續(xù)輸送到澆注工作面的一種混凝土輸送機(jī)械。混凝土泵車(chē)是將泮泵裝在汽車(chē)底盤(pán)上，并用液壓折迭式（或稱(chēng)布料桿）管道來(lái)輸送混凝土。臂架具有變幅、曲折和回轉(zhuǎn)三個(gè)動(dòng)作，在其活動(dòng)范圍內(nèi)可任意改變混凝土澆注位置。在現(xiàn)場(chǎng)施工中，例如高層建筑、水壩、大型設(shè)備基礎(chǔ)以及橋墩、涵洞、隧道、等混凝土結(jié)構(gòu)物，現(xiàn)場(chǎng)澆灌量往往是很大的。有時(shí)甚至一次連續(xù)澆灌幾千立方米以上。混凝土泵是混凝土輸送機(jī)械中比較理想的一種，它能一次連續(xù)地完成水平輸送和垂直輸送并澆灌。預(yù)拌混凝土生產(chǎn)與泵送施工相結(jié)合，利用混凝土攪拌

4、運(yùn)輸車(chē)進(jìn)行中間運(yùn)送，可實(shí)現(xiàn)混凝土的連續(xù)泵送和澆筑。混凝土泵按其驅(qū)動(dòng)形式可分為活塞式擠壓式、風(fēng)動(dòng)式三種類(lèi)型。活塞式又可分為機(jī)械式和液壓式。混凝土泵車(chē)按其底盤(pán)結(jié)構(gòu)可分為整體式、半掛式和全掛式。礦用HBTS60型混凝土泵屬于液壓活塞式、拖掛式中型混凝土泵: 它以S管閥作分配閥, 以電動(dòng)機(jī)作動(dòng)力源, 是一種通過(guò)管道壓送混凝土, 進(jìn)行水平和垂直運(yùn)輸并澆注凝土的施工機(jī)械。其除了具有一般混凝土輸送泵的施工優(yōu)點(diǎn)外還是一種新型、節(jié)能、高效的施工設(shè)備，因而被廣泛用于實(shí)際的施工現(xiàn)場(chǎng)。（2）系統(tǒng)軟件構(gòu)成：梯形圖與指令表如下表：Network 1LD I0.1TON T39, 20AN T39= Q0.0Network

5、 2LD T39= Q0.1Network 3LD I0.2O M9.0A I0.1AN I0.3= M9.0Network 4LD M9.0LPSLD I1.3O M1.1ALDAN I1.2= M1.1LPPLD I1.2O M1.2ALDAN I1.3= M1.2Network 5 LD I0.1AN M9.0= M1.4Network 6 LD M9.0AN M1.1AN M1.2= M1.5Network 7 LD M1.5AN I1.0= M1.6Network 8 LD M1.5A I1.0= M1.7Network 9LD M1.1AN I1.0LD M1.2A I1.0OLD

6、LD M1.4A I0.5OLDO M1.7= Q0.4TON T37, 1Network 10LD T37AN I1.0LD T38A I1.0OLDA M1.1LD M1.4A I0.7OLD= Q0.5Network 11 LD M1.2AN I1.0LD M1.1A I1.0OLDLD M1.4A I0.4OLDO M1.6= Q0.3TON T38, 1Network 12 LD T37A I1.0LD T38AN I0.1OLDA M1.2LD M1.4A I0.6LD M1.6A T38OLDLD M1.7A T37OLDOLD= Q0.6Network 13 LD M9.0=

7、Q0.2（3）系統(tǒng)硬件構(gòu)成：選用的主機(jī)為S7- 200型CPU224( 14入/10繼電器輸出)模塊, 總輸入輸出點(diǎn)數(shù)為20個(gè)，其中10個(gè)輸入點(diǎn)，8個(gè)輸出點(diǎn)。I/O口分配表：I0.1為電機(jī)起動(dòng)開(kāi)關(guān)I0.2為泵送啟動(dòng)I0.3為泵送停止I0.4為左分配閥點(diǎn)輸入I0.5右分配閥點(diǎn)動(dòng)輸入I0.6左主軸點(diǎn)動(dòng)輸入I0.7右油缸點(diǎn)動(dòng)輸入I1.0反泵信號(hào)輸入I1.2左主油缸限位開(kāi)關(guān)I1.3右主油缸限位開(kāi)關(guān)Q0.0星形接法Q0.1三角形接法Q0.2泵送指示燈輸出Q0.3左分配閥電磁鐵控制信號(hào)輸出Q0.4右分配閥電磁鐵控制信號(hào)輸出Q0.5右主油缸電磁鐵控制信號(hào)輸出Q0.6左主油缸電磁鐵控制信號(hào)輸出主電機(jī)啟動(dòng)策略：

8、凡正常運(yùn)行時(shí)定子繞組接成三角形的是三相鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)，在啟動(dòng)時(shí)臨時(shí)成星形，待電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)后接近額定轉(zhuǎn)速時(shí)，在將定子繞組通過(guò)Y降壓?jiǎn)?dòng)裝置接換成三角形運(yùn)行，這種啟動(dòng)方法叫Y降壓?jiǎn)?dòng)。屬于電動(dòng)機(jī)降壓?jiǎn)?dòng)的一種方式，由于啟動(dòng)時(shí)定子繞組的電壓只有原運(yùn)行電壓的，啟動(dòng)力矩較小只有原力矩的。由于HBTS60S輸送泵是輕載或空載啟動(dòng)的電動(dòng)機(jī)，所以這種Y降壓?jiǎn)?dòng)電路。線(xiàn)路分析如下：1、合上空氣開(kāi)關(guān)QF接通三相電源；2、按下啟動(dòng)按鈕SB2，首先交流接觸器KM3線(xiàn)圈通電吸合，KM3的三對(duì)主觸頭將定子繞組尾端聯(lián)在一起。KM3的輔助常開(kāi)觸點(diǎn)接通使交流接觸器KM1線(xiàn)圈通電吸合，KM1三對(duì)主常觸頭閉合接通電動(dòng)機(jī)定子三相繞組

9、的首端，電動(dòng)機(jī)在Y接下低壓?jiǎn)?dòng)；3、隨著電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的升高，待接近額定轉(zhuǎn)速時(shí)（或觀察電流表接近額定電流時(shí)），按下運(yùn)行按鈕SB3，此時(shí)BS3的常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)KM3線(xiàn)圈的回路，KM3失電釋放，常開(kāi)主觸頭釋放將三相繞組尾端連接打開(kāi)，SB3的常開(kāi)接點(diǎn)接通中間繼電器KA線(xiàn)圈通電吸合，KA的常閉接點(diǎn)斷開(kāi)KM3電路（互鎖），KM3的常開(kāi)接點(diǎn)吸合，通過(guò)SB2的常閉接點(diǎn)和KM1常開(kāi)互鎖接點(diǎn)實(shí)現(xiàn)自保，同時(shí)通過(guò)KM3常閉接點(diǎn)（互鎖）使接觸器KM2線(xiàn)圈通電吸合，KM2主觸頭閉合將電動(dòng)機(jī)三相繞組連接成，使電動(dòng)機(jī)在接法下運(yùn)行。完成了Y接壓?jiǎn)?dòng)的任務(wù)；4、熱繼電器FR作為電動(dòng)機(jī)的過(guò)載保護(hù)，熱繼電器FR的熱元件接在三角形的里面，

10、流過(guò)熱繼電器的電流是相電流，定值時(shí)應(yīng)按電動(dòng)機(jī)額定電流的計(jì)算； 5、KM2及KM3常閉觸點(diǎn)構(gòu)成互鎖環(huán)節(jié)，保證了電動(dòng)機(jī)Y接法不可能同時(shí)出現(xiàn)，避免發(fā)生將電源短路事故。 圖3 電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)接線(xiàn)圖控制邏輯及執(zhí)行過(guò)程如下:1.當(dāng)主電機(jī)接通后它的輔助常開(kāi)觸點(diǎn)I0.1接通 此時(shí) 若接通自動(dòng)泵送信號(hào)時(shí)I0.2常開(kāi)觸點(diǎn)接通, 自動(dòng)泵送開(kāi)始, 并且M9.0具有自鎖功能: 但是當(dāng)按下泵送停止按鈕時(shí), I0.3常閉觸點(diǎn)斷開(kāi),泵送止,M9.0斷開(kāi)。2. 在M9.0接通后, 當(dāng)右缸接近開(kāi)關(guān)I1.3接通, 同時(shí)I1.2處于斷開(kāi)位置, 使M1.1接通, 并具有自鎖連續(xù)作用。3. 在M9.0接通后, 當(dāng)左缸接近開(kāi)關(guān)I1.2接通,

11、同時(shí)I1.3處于斷開(kāi)位置, 使M1.2接通, 并具有自鎖連續(xù)作用。 其中M1.2與M1.3具有互鎖作用。4. 主電機(jī)接通后, 在沒(méi)有接到自動(dòng)泵送信號(hào)時(shí), 允許進(jìn)行手動(dòng)調(diào)整分配閥和主油缸,M1.4處于接通狀態(tài)。5. 在M9.0接通后, 當(dāng)主油缸感應(yīng)套不在兩個(gè)接近開(kāi)關(guān)的感應(yīng)位置時(shí)的復(fù)位指令,M1.5處于接通狀態(tài)。系統(tǒng)要求在自動(dòng)泵送過(guò)程中不允許手動(dòng)調(diào)整, 因而, M1.4與 M1.5具有互鎖作用。6.在M1.5接通后, 在沒(méi)接到反泵指令輸入時(shí)（常閉觸點(diǎn)I1.0未斷開(kāi)）的自動(dòng)正泵狀態(tài),M1.6處于接通狀態(tài)。7.在M1.5接通后, 在接到反泵指令輸入時(shí) 的反泵啟動(dòng)狀態(tài), M1.7處于接通狀態(tài)。8.正泵時(shí)

12、, 當(dāng)右缸接近開(kāi)關(guān)感應(yīng)到信號(hào)；或者反泵時(shí), 當(dāng)左缸接近開(kāi)關(guān)感應(yīng)到信號(hào)；或者手動(dòng)調(diào)整時(shí), 收到右分配閥手動(dòng)輸入信號(hào)；或者收到反泵啟動(dòng)信號(hào)時(shí), 均使右分配閥動(dòng)作,Q0.4處于接通狀態(tài)。9.在Q0.4接通后, 延時(shí)定時(shí)器T37動(dòng)作, 并延時(shí)0.1s后接通。10.在M1.1接通時(shí), 當(dāng)正泵泵送后T37己經(jīng)接通；或者反泵泵送后T38 已經(jīng)接通；或者收到右主油缸手動(dòng)輸入信號(hào)時(shí), 均使右主油缸動(dòng)作, Q0.5處于接通狀態(tài)。11.正泵時(shí), 當(dāng)左缸接近開(kāi)關(guān)感應(yīng)到信號(hào)； 或者反泵時(shí), 當(dāng)右缸接近開(kāi)關(guān)感應(yīng)到信號(hào)；或者手動(dòng)調(diào)整時(shí), 收到左分配閥手動(dòng)輸入信號(hào)； 或者收到反泵啟動(dòng)信號(hào)時(shí), 均使左分配閥動(dòng)作, Q0.3處于

13、接通狀態(tài)。12.在Q0.3接通后, 延時(shí)定時(shí)器T38動(dòng)作, 并延時(shí)0.1s后接通。13.在M1.2接通時(shí), 當(dāng)正泵泵送后T38已經(jīng)接通 或者反泵泵送后T37己經(jīng)接通；或者收到左主油缸手動(dòng)輸入信號(hào)時(shí)；或者出現(xiàn)泵送前兩主油缸都不在兩接近開(kāi)關(guān)處, 在復(fù)位后并接到相應(yīng)分配閥已動(dòng)作的信號(hào)時(shí), 均使右主油缸動(dòng)作, Q0.6處于接通狀態(tài)。14.自動(dòng)泵送開(kāi)始后, Q0.2輸出泵送指示燈信號(hào)。（4）系統(tǒng)工作過(guò)程及原理：1、如圖1所示：混凝土輸送泵由料斗、泵送系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、清洗系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)、電機(jī)、行走底盤(pán)等組成。其泵送系統(tǒng)如圖2所示：泵送機(jī)構(gòu)由兩只主缸1、2水箱3，換向裝置4，兩只混凝土缸5、6，兩只混凝土活

14、塞7、8，料斗9，分配閥10(S形閥)，擺臂11，兩只擺動(dòng)油缸12、13和出料口14組成。混凝土活塞(7、8)分別與主油缸(1、2)活塞桿連接，在主油缸液壓油作用下，作往復(fù)運(yùn)動(dòng)，一缸前進(jìn)，則另一缸后退；混凝土缸出口與料斗連通，分配閥一端接出料口，另一端能過(guò)花鍵軸與擺臂連接，在擺動(dòng)油缸作用下，可以左右擺動(dòng)。泵送混凝土料時(shí)，在主油缸作用下，混凝土活塞7前進(jìn)，混凝土活塞8后退，同時(shí)在擺動(dòng)油缸作用下，分配閥10與混凝土缸5連通，混凝土缸6與料斗連通。這樣混凝土活塞8后圖1退，便將料斗內(nèi)的混凝土吸入混凝土缸，混凝土活塞7前進(jìn)，將混凝土缸內(nèi)混凝土料送入分配閥泵出。當(dāng)混凝土活塞8后退至行程終端時(shí)，觸發(fā)水箱3

15、中的換向裝置4，主油缸1、2換向，同時(shí)擺動(dòng)油缸12、13換向，使分配閥10與混凝土缸6連通，混凝土缸5與料斗連通，這時(shí)活塞7后退，8前進(jìn)。日次循環(huán)，從而實(shí)現(xiàn)連續(xù)泵送。圖2反泵時(shí)，通過(guò)反泵操作，使處在吸入行程的混凝土缸與分配閥連通，處在推送行程的混凝土缸與料斗連通，從而將管路中的混凝土抽回料斗。泵送系統(tǒng)通過(guò)分配閥的轉(zhuǎn)換完成混凝土的吸入與排出動(dòng)作，因此分配閥是混凝土泵中的關(guān)鍵部件，其形式會(huì)直接影響到混凝土泵的性能。其分配閥的控制系統(tǒng)由380V電源主回路,220V交流控制回路,DC24V控制回路, 電磁閥執(zhí)行機(jī)構(gòu)組成。其中可編程控制器是由220V交流回路提供工作電源,DC24V控制回路提供輸出控制電壓,它具體由主電機(jī)啟動(dòng)信號(hào)輸入（星形-三角形啟動(dòng)）、主油缸位置限位檢測(cè)、手動(dòng)分配閥調(diào)整、手動(dòng)主油缸調(diào)整、自動(dòng)泵送啟動(dòng)和停止、反泵控制、可編程控制器輸出執(zhí)行等部分組成。課程設(shè)計(jì)總結(jié)：通過(guò)這次的專(zhuān)業(yè)課程設(shè)計(jì)讓我更加深刻的學(xué)習(xí)和鞏固了PLC，不僅從理論上掌握了課堂上沒(méi)有學(xué)懂得的知識(shí)，還從實(shí)踐中拓寬了我的知識(shí)面，讓我對(duì)專(zhuān)業(yè)知識(shí)有了更加全面的認(rèn)識(shí)，更加清晰的認(rèn)識(shí)到所學(xué)專(zhuān)業(yè)的實(shí)用性。只有理論知識(shí)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，只有把所學(xué)的理論知識(shí)與實(shí)踐相結(jié)合起來(lái)，從理論中得出結(jié)論，才是真正的知識(shí)，才能提高自己的實(shí)際動(dòng)手能力和